單片機畢業(yè)論文

1、<p><b>　　單片機畢業(yè)論文</b></p><p>　　題 目：____________________</p><p>　　專 業(yè)：____________________</p><p>　　班 級：____________________</p><p>　　學(xué) 號：___

2、_________________</p><p>　　姓 名：____________________</p><p>　　指導(dǎo)老師：____________________</p><p><b>　　1.緒 論</b></p><p>　　二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時

3、代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。它的出現(xiàn)是近代計算機技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑，因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在這個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。</p>

4、<p>　　單片機具有體積小、功能強、應(yīng)用面廣等優(yōu)點，目前正以前所未見的速度取代著傳統(tǒng)電子線路構(gòu)成的經(jīng)典系統(tǒng)，蠶食著傳統(tǒng)數(shù)字電路與模擬電路固有的領(lǐng)地。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習使用單片機了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。</p><p>　　現(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛。彩電、冰箱、空調(diào)、錄像機、VCD、遙控器、游戲機、電飯煲等無處不見單片機的影子

5、，單片機早已深深地融入我們每個人的生活之中。</p><p>　　單片機能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標，給我們的生活帶來舒適和方便的同時，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。單片機按用途大體上可分為兩類，一種是通用型單片機，另一種是專用型單片機。</p><p>　　1.1 單片機基礎(chǔ)知識</p><p>　　單片機又稱單

6、片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講，一塊芯片就成了一臺計算機。</p><p>　　MCS-51單片機是美國INTEL公司于1980年推出的產(chǎn)品，與MCS- 48單片機相比，它的結(jié)構(gòu)更先進，功能更強，在原來的基礎(chǔ)上增加了更多的電路單元和指令，指令數(shù)達111條，MCS-51單片機可以算是相當成功的產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，MCS-51系列或其兼容的單片機仍是應(yīng)用的主流

7、產(chǎn)品，各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MSC-51單片機作為代表進行理論基礎(chǔ)學(xué)習。</p><p>　　MCS-51系列單片機主要包括8031、8051和8751等通用產(chǎn)品。</p><p>　　DP-51S單片機仿真實驗儀是由廣州致遠電子有限公司設(shè)計的DP系列單片機仿真實驗儀之一，是一種功能強大的單片機應(yīng)用技術(shù)學(xué)習、調(diào)試。</p><p>　　1.2 單片機的應(yīng)

8、用領(lǐng)域</p><p>　　單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾個范疇：</p><p>　　一、在智能儀器儀表的應(yīng)用</p><p>　　單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度

9、、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。</p><p>　　二、在家用電器中的應(yīng)用</p><p>　　可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)

10、備，五花八門，無所不在。</p><p>　　三、在工業(yè)控制中的應(yīng)用</p><p>　　用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。</p><p>　　四、在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用</p><p>　　現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很

11、方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機、電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。</p><p>　　五、單片機在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用</p><p>　　單片機在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分

12、析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 </p><p>　　此外，單片機在工商、金融、科研、教育、國防航空等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。</p><p>　　1.3單片機的發(fā)展趨勢</p><p>　　單片機現(xiàn)在可以說是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，

13、也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應(yīng)用提供了廣闊的天地。</p><p>　　縱觀單片機的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：</p><p><b>　　一、微型單片化</b></p><p>　　現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器（CPU）、隨機存取數(shù)據(jù)存儲（RAM）、只讀程序存儲器（ROM）、并行和串行通信接口，

14、中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW（脈寬調(diào)制電路）、WDT（看門狗）、有些單片機將LCD（液晶）驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。</p><p>　　此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體

15、積要小?，F(xiàn)在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中SMD（表面封裝）越來越受歡迎，使得由單片機構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。</p><p>　　二、低功耗CMOS化</p><p>　　MCS-51系列的8031推出時的功耗達630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS（互補金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。像80C51就

16、采用了HMOS（即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）和CHMOS（互補高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。CMOS雖然功耗低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于要求低功耗像電池供電的應(yīng)用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。</p><p>　　三、主流與多品種共存</p><p>　　現(xiàn)在雖然單片機的品種繁多，各具特色，

17、但仍以80C51為核心的單片機占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國臺灣的Winbond系列單片機。所以80C51占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡指令集合（RISC）也有著強勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的HOLTEX公司近年的單片機產(chǎn)量與日俱增，與其底價質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場份額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機。在一定的時期內(nèi)，這種情形將得以延

18、續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補、相輔相成、共同發(fā)展的道路。</p><p>　　九十年代以后，單片機在結(jié)構(gòu)上采用雙CPU或內(nèi)部流水線，CPU位數(shù)有8位、16位、32位，時鐘頻率高達20MHZ，片內(nèi)帶有PWM輸出、監(jiān)視定時器WDT、可編程計數(shù)器陣列PCA、DMA傳輸、調(diào)制解調(diào)器等。芯片向高度集成化、低功耗方向的發(fā)展，使得單片機在大量數(shù)據(jù)的實時處理、高級通信系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、復(fù)雜工業(yè)過程控

19、制、高級機器人以及局域網(wǎng)等方面得到大量應(yīng)用。這類單片機有NEC公司的MPD7800，MITSUBISHI公司的M337700，REVKWELL公司的R6500。</p><p><b>　　2.硬件設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1 硬件設(shè)計</b></p><p>　　2.1.1 80C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

20、</p><p>　　圖2-1為80C51單片機功能結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　80C51 芯片內(nèi)部集成了 CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和I/O口等各功能部件，并由內(nèi)部總線把這些不見連接在一起。</p><p>　　80C51單片機內(nèi)部包含以下一些功能部件：</p><p>　　(1) 一個8位CPU；</p>&l

21、t;p>　　(2) 一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路；</p><p>　　(3) 4KB ROM（80C51有4KB掩膜ROM，87C51有4KB EPROM，80C31片內(nèi)有無ROM）；</p><p>　　(4) 128B內(nèi)RAM；</p><p>　　(5) 可尋址64KB的外ROM和外RAM控制電路；</p><p>　　(6

22、) 兩個16位定時/計數(shù)器；</p><p>　　(7) 21個特許功能寄存器；</p><p>　　(8) 4個8位并行I/O口，共32條可編程I/O端線；</p><p>　　(9) 一個可編程全雙工串行口；</p><p>　　(10) 5個中斷源，可設(shè)置成2個優(yōu)先級。</p><p>　　外時鐘源

23、 外部事件計數(shù)</p><p>　　中斷 控制 并 行 口 串行通信</p><p>　　圖2-1 80C51單片機功能結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.1.2 80C51單片機的引腳功能</

24、p><p>　　80C51單片機一般采用雙列直插DIP封裝，共40個引腳，圖2-2a為引腳排列圖。圖2-2b為邏輯符號圖。40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。</p><p>　　圖2-2 80C51引腳圖</p><p><b>　　1.電源</b></p><p>　　(1)Vcc——芯片電源，接+５

25、Ｖ；</p><p>　　(2)Vss——接地端。</p><p><b>　　2.時鐘</b></p><p>　　XTAL1、XTAL2——晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。使用內(nèi)部振蕩電路時外接石英晶體。</p><p><b>　　3.控制線</b></p><p>　

26、　控制線共有4根，其中3根是復(fù)用線。所謂復(fù)用線是指具有兩種功能，正常使用時是一種功能，在某種條件下是另一種功能。</p><p>　　(1)ALE/PROG——地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖。</p><p>　?、貯LE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址。</p><p>　　80C51在并行擴展外存儲器（包括并行擴展I/O口）時，P0口用于分時傳送低8位

27、地址和數(shù)據(jù)信號，且均為二進制數(shù)。那么如何區(qū)分是低8位地址還是8位數(shù)據(jù)信號呢？當ALE信號有效時，P0口傳送的是低8位地址信號；ALE信號無效時，P0口傳送的是8位數(shù)據(jù)信號。在ALE信號的下降沿，鎖定P0口傳送的內(nèi)容，即低8位地址信號。</p><p>　　需要指出的是，當CPU不執(zhí)行訪問外RAM指令（MOVX）時，ALE以時鐘振蕩頻率1 / 6的固定頻率輸出，因此ALE信號也可作為外部芯片CLK時鐘或其他需要。但

28、是，當CPU執(zhí)行MOVX指令時，ALE將跳過一個ALE脈沖。</p><p>　　ALE端可驅(qū)動8個LSTTL門電路。</p><p>　?、赑ROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。</p><p>　　(2)PSEN——外ROM讀選通信號。</p><p>　　80C51讀外ROM時，沒個機器周期內(nèi)P

29、SEN兩次有效輸出。PSEN可作為外ROM芯片輸出允許OE的選通信號。在讀內(nèi)ROM或讀外RAM時，PSEN無效。</p><p>　　PSEN可驅(qū)動8個LSTTL門電路。 </p><p>　　(3) RST/Vpd——復(fù)位/備用電源。</p><p>　?、僬９ぷ鲿r，RST（Reset）端為復(fù)位信號輸入端，只要在該引腳上連續(xù)保持兩個機器周期以上高電平，80C51

30、芯片即實現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后一切從頭開始，CPU從0000H開始執(zhí)行指令。</p><p>　?、赩pd功能：在Vcc掉電情況下，該引腳可接上備用電源，由Vpd向片內(nèi)供電，以保持片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　　(4) EA/Vpp ——內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。</p><p>　?、貳A功能：正常工作時，EA為內(nèi)外ROM選擇端。80C5

31、1單片機ROM尋址范圍為64KB，其中4KB在片內(nèi)，60KB在片外（80C31芯片無內(nèi)ROM，全部在片外）。當EA保持高電平時，先訪問內(nèi)ROM，但當PC（程序計數(shù)器）值超過4KB（0FFFH）時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外ROM中的程序。當EA保持低電平時，則只訪問外ROM，不管芯片內(nèi)有否內(nèi)ROM。對80C31芯片，片內(nèi)無ROM，因此EA必須接地。</p><p>　?、赩pp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程

32、期間，此引腳用于施加編程電源Vpp。</p><p>　　對4個控制引腳，應(yīng)熟記起第一功能，了解其第二功能。</p><p>　　嚴格來講，80C51的控制線還應(yīng)該包括P3口的第二功能。</p><p><b>　　4. I/O引腳</b></p><p>　　80C51共有4個8位并行I/O端口,共32個引腳</

33、p><p>　　(1)P0口——8位雙向I/O口。</p><p>　　在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P0口可用作雙向I/O口。</p><p>　　在并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P0口可用于分時傳送低8位地址(地址總線)和8位數(shù)據(jù)信號(數(shù)據(jù)總線)。位結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。P0口能驅(qū)動8個LSTTL門。 </p><

34、;p>　　圖2-4 P0口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　(2) P1口——8位準雙向I/O口(“準雙向”是指該口內(nèi)部有固定的上拉電阻)。位結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。 P1口能驅(qū)動為4個LSTTL門。</p><p>　　圖 2-5 P1口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　(3) P2口——8位準雙向I/O口。在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P2口可用作

35、雙向I/O口。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P2口可用于傳送高8位地址(屬地址總線) 。P2口能驅(qū)動4個LSTTL門。P2口的位結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，引腳上拉電阻同P1口。在結(jié)構(gòu)上，P2口比P1口多一個輸出控制部分。</p><p>　　圖 2-6 P2口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　(4) P3口——8位準雙向I/O口。</p><p>　　可作一

36、般I/O口用,同時P3口每一引腳還具有第二功能,用于特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制總線)。P3口驅(qū)動能力為4個LSTTL門。</p><p>　　圖 2-7 P3口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　P3口第二功能如下:</p><p>　　P3.0——RXD:串行口輸入端;</p><p>　　P3.1——TXD:串行口輸出端;</p&

37、gt;<p>　　P3.2——INT0:外部中斷0請求輸入端;</p><p>　　P3.3——INT1:外部中斷1請求輸入端</p><p>　　P3.4——T0:定時/計數(shù)器0外部信號輸入端;</p><p>　　P3.5——T1:定時/計數(shù)器1外部信號輸入端;</p><p>　　P3.6——WR:外RAM寫選通信號輸出端

38、;</p><p>　　P3.7——RD:外RAM讀選通信號輸出端。</p><p>　　上述4個I/O口,各有各的用途。 在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, 4個I/O口都可作為雙向I/O口用。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P0口專用于分時傳送低8位地址信號和8位數(shù)據(jù)信號,P2口專用于傳送高8位地址信號。P3口根據(jù)需要常用于第二功能,真正可提供給用戶使用的

39、I/O口是P1口和一部分未用作第二功能的P3口端線。</p><p>　　2.2 應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　2.2.1 硬件系統(tǒng)電路圖</p><p>　　以下是應(yīng)用系統(tǒng)硬件的構(gòu)成圖，共由7部分構(gòu)成。</p><p>　　1、單片機小系統(tǒng)包括：（1）復(fù)位電路； （2）時鐘電路； （3）80C51。</p><

40、p>　　2、六反相緩沖/變換器：3個 3、光電隔離器：16個</p><p>　　4、電流放大器：16個 5、中間繼電器：16個</p><p>　　6、驅(qū)動繼電器：16個 7、負載（電燈）：16個</p><p><b>　　系統(tǒng)構(gòu)成圖</b></p>&l

41、t;p>　　2.2.2 4049驅(qū)動器：</p><p>　　4049是6反相緩沖驅(qū)動器，內(nèi)由6個反相器構(gòu)成。</p><p>　　作用：將P0.0~P1.7口輸出的驅(qū)動電流放大，達到足夠的電流使光電隔離器中的發(fā)光二極管發(fā)光，使光電器件的輸出滿足邏輯上的要求，完成光電隔離的作用。</p><p>　　2.2.3光電隔離器</p><p>

42、;　　在這個電路板里使用的是光耦4N25的光電隔離器。</p><p><b>　　光電隔離器的原理：</b></p><p>　　在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端獲得一個反向的輸出邏輯信號，這樣就實現(xiàn)了電—光—電的轉(zhuǎn)換。</p><p&

43、gt;　　2.2.4 繼電器：</p><p>　　在這個電路板上使用的是直流電磁繼電器。里面有兩種，一種是中間繼電器，一種是驅(qū)動繼電器。</p><p><b>　　繼電器工作原理：</b></p><p>　　繼電器就是電子機械開關(guān)，它是用漆包銅線在一個圓鐵芯上繞幾百圈至幾千圈，當線圈中流過電流時，圓鐵芯產(chǎn)生了磁場，把圓鐵芯上邊的帶有接觸

44、片的鐵板吸住，使之斷開第一個觸點而接通第二個開關(guān)觸點。當線圈斷電時，鐵芯失去磁性，由于接觸銅片的彈性作用，使鐵板離開鐵芯，恢復(fù)與第一個觸點的接通。因此，可以用很小的電流去控制其他電路的開關(guān)。整個繼電器由塑料或有機玻璃防塵罩保護著，有的還是全密封的，以防觸電氧化。</p><p>　　如上圖所示，當控制電路中的開關(guān)K閉合時，電磁鐵便具有磁性，將銜鐵吸下，使繼電器觸點接觸，與觸點相連接的電源電路便接通；當控制開關(guān)K斷

45、開時，電磁鐵的磁性被撤消，繼電器觸點彈開，電源電路亦隨之斷開。</p><p>　　2.2.5 其他硬件</p><p>　　除了用到光電隔離器、驅(qū)動器、繼電器之外，還用到了三極管、電燈、</p><p><b>　　電線等。</b></p><p>　　3.應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具DP-51S</p><p

46、>　　3.1 DP-51S 硬件結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　（1）電路外觀</b></p><p>　　DP-51S單片機仿真實驗儀上具有豐富的外圍接口和板上元件。</p><p>　　DP-51S的單片機仿真實驗儀的電路布局如圖3.1所示：</p><p><b>　　（2）主要器件</b&

47、gt;</p><p>　　電路主要器件如表3.1所示：</p><p><b>　?。?）應(yīng)用接口</b></p><p>　　為了能夠更好的學(xué)習使用DP-51S單片機訪真實驗儀的系統(tǒng)資源，電路中為用戶保留有許多應(yīng)用接口。</p><p>　　（4）電源插座POWER</p><p>　　該電源

48、插座POWER為DP-51S單片機訪真實驗儀提供適合的工作電源。請使用陪到的+9V專用電源，以避免損壞電路組件，當DP-51S中外機訪真實驗儀連接+9V專用地安源后，電源指示POWER亮，說明供電正常，否則應(yīng)檢查電源電路。</p><p>　　（5）串口COM1、COM2</p><p>　　COM1目標號為RS232，外形是DB9形式，是單片機的RS232輸出，可以通過串行通信電纜與計算

49、機進行串口通行，現(xiàn)實數(shù)據(jù)信息的交換。而COM2口標號為UART，外形是DB9針式，直接是但片機的串中信號線輸出，因此可以完成單片機的串口信號線輸出，因此可以完成單片機之間的相互通信。</p><p>　　（6）+5V：電源輸出接口J3</p><p>　　通過J3接口，DP-51S單片機訪真實驗儀能QGV、200mA的直流電源。方便用戶開發(fā)自己的應(yīng)用電路。注意，輸出電流不可大雨200mA，

50、否則將影響DP-51S實驗儀正常工作。</p><p>　?。?）D/A轉(zhuǎn)換電源輸入J6</p><p>　　和接口J6為單片機訪真實驗儀的D/A及其相關(guān)電路提供+12V和-12V工作電源，這樣用戶可以直接得到較為精確、正負對稱的模擬量信號。J6的引腳排列如圖3.17所示，各引腳的具體功能描述如表3.4所示</p><p>　?。?）A/D主那換模擬量輸入接口J7&

51、lt;/p><p>　　該接口為用戶提供了6路A/D轉(zhuǎn)換輸入通道（分別為Vin2-Vin7），用戶可以能過該接口采集、測量各種物理量，當然輸入的有效信號應(yīng)該是該物理量被轉(zhuǎn)化后所對應(yīng)的電壓值，且輸入的電壓信號必須保證在：0-5V之間，而別外2路A/D（Vin0和Vin1）已經(jīng)通過2個精密可調(diào)動電位器直接接到了電源+5V上，這樣用戶可以調(diào)節(jié)電位器從而實現(xiàn)改變該通道輸入模擬量的大小，給大家調(diào)試實驗提供了方便。</p&

52、gt;<p>　?。?）單片機晶振接口Y1</p><p>　　DP-51S單片機訪真實驗儀為擁護提供了一個可自由選擇晶體頻率的接口，擁護根據(jù)自己的實際需要使用大小不同的晶體。</p><p>　　3.2 DP-51S單片機仿真實驗儀功能特點</p><p>　?。?）用戶可使用自帶的P87C52X2單片機來進行仿真調(diào)試響應(yīng)的單片機用戶和序，也可以選配

53、具有ISP功能的P89C6Xx2，P89C51RX2、P89C66x單片機作為目標MCU，且工作晶振頻率可選：1-12MHz。</p><p>　?。?）板上集成從多常用接口電路：32KSRAM芯片62C253：3個獨立LED顯示、3個獨立按鍵；6個8段數(shù)碼管與8按鍵組成的鍵盤/顯示電路：12C借口實時時鐘芯片PCF8563T：FC接口EPROM芯片24WC02；RS232串行通訊接口芯片MAX232；串行顯示2

54、個8段數(shù)碼管電路；字符液晶顯示屏接口；無源蜂鳴器電路NUZZER；紅外接收電路RFIN；阻容復(fù)位電路、電源監(jiān)控電路MAX810。這此實用借口電路涵蓋了MCU的各個應(yīng)用領(lǐng)域，能夠提供用戶領(lǐng)先的應(yīng)用設(shè)計方法。</p><p>　?。?）電路信號的切換通過跳線器進行選擇，可靠性高，使用方便。</p><p>　?。?） 提供實驗電路的各部分原理圖，提供各個實驗課題的匯編程序A51源代碼，淺顯易懂

55、，入門方便，使用戶快速掌握應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法。</p><p>　?。?）預(yù)留ISP接口，支持PHILIPSISP單片機（如P89c51rx2。P89C66x、P89C6xX2等）的ISP編程。</p><p>　?。?）通過MON51接口與高度軟件協(xié)會配合，可按單步、斷點、連續(xù)等方式測試實際應(yīng)用程中；</p><p>　?。?）進行實時操作系統(tǒng)的學(xué)習，如RTXTi

56、ny實時操作系統(tǒng)、uC/OS-KI實時操作系統(tǒng)、SmallRTOS實時操作系統(tǒng)等。RTXTiny實時操作系統(tǒng)中德國KeiSoflware公司設(shè)計的，關(guān)于是SmallRTOS實時操作系統(tǒng)的源碼可以在http://www.zlgmcu.com網(wǎng)站下載，至于詳細的設(shè)計思想、就用設(shè)計實例和中間件，請參考《基于80C51單片機的SmallRTOS實時操作系統(tǒng)的設(shè)計原理及其應(yīng)用》專著。有了這樣的基礎(chǔ)您就有了從8位的單片機過渡到32位ARM的扎實功底

57、，如果你的基礎(chǔ)比較好，還可以深入學(xué)習。uC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)，不僅可以在80C51單片機上使用，而且是可以十分方便地移植到32位ARM上使用</p><p>　　（8）利用DP-51S單片機仿真實驗儀引用的CPU信號，可以邊接自己的實際應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　4.應(yīng)用系統(tǒng)仿真軟件Keil C51</p><p>　　4.1 Keil C51 介紹<

58、/p><p>　　KeilC51 mVision2集成開發(fā)環(huán)境是KeiSoftwre，lnc/KeilElektronikGmbH開發(fā)的基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)以多種符合當前工業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成從工和建立、管理，編譯，連接，目標代碼的生成，軟件訪真，硬件訪真等完整的開發(fā)流和。尤其C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準確性和效率性達到了較高的水平，而可以附加靈活的控制選項。KeilC51集成開發(fā)環(huán)境的主要

59、環(huán)境的主要功能是以下幾點：</p><p>　?。?）mVision2 for WindowsTM：是一個集成開發(fā)環(huán)境，它將項目管理，源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個功能強大的Z1環(huán)境中。</p><p>　?。?）C51國際標準優(yōu)化C交叉編譯器：從C源代碼產(chǎn)生可重定位的口標模塊。</p><p>　?。?）A51宏匯編器：從80C51匯編冤代碼產(chǎn)生可重定位的口標模

60、塊。</p><p>　?。?）BL51連接/定位器：組合由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標模塊，生成絕對目標模塊。</p><p>　?。?）LIB51庫管理器：從口際模塊生成連接器可以使用的庫文件。</p><p>　?。?）OH51目標文件至HEX格式的轉(zhuǎn)換器：從絕對目標模塊生成IntelHEX文件。</p><p>　?。?） RT

61、X-51實時操作系統(tǒng)：簡化了復(fù)雜的實時應(yīng)用軟件項口的設(shè)計。</p><p>　　這個工具套件足為專業(yè)軟件開發(fā)人員設(shè)計的，但任何層次的編程人員都可以使用，并獲得80C51微控制器的部分應(yīng)用。</p><p>　　4.2 Keil C51 集成工具和用途</p><p>　　mVision2支持所有的Keil80C51的工具軟件，包括C51編譯器、宏匯編器、連接器/定位

62、器和目標文件至Hex格式轉(zhuǎn)換器，mVision2可以自動完成便宜、匯編、連接程序的操作。</p><p>　?。?）C51便宜器和ASI匯編器</p><p>　　由mVision21DE創(chuàng)建的潭文件，可以被C51便宜器或A51匯編器處理，生成可重定位的object文件。KeilC51以直接支持80C51結(jié)構(gòu)的特性。KeilA51宏匯編器支持80C51及其派聲系列的怕有指令集。</p

63、><p>　?。?）LIB51庫管理器</p><p>　　BL51庫管理器可以從由匯編器和便宜器創(chuàng)建的目標文件建立目標庫。這些庫是按規(guī)定格式排列的目標模塊，可在以后被連接器所使用。當連接器處理一個庫時，僅僅使用了庫中程序使用的目標模塊而不是全部加以引用。</p><p>　　（3）BLSI連接器/定位器</p><p>　　BL51連接器使用從

64、庫中提取出來的目標模塊和便宜器，匯編器生成的目標模塊，創(chuàng)建一個絕對地址目標模塊。絕對地址目標文件或模塊包括不可重定位的代碼和數(shù)據(jù)，所有的代碼和數(shù)據(jù)都被個在具體的存儲器單元中。</p><p>　　（4）mVision2軟件調(diào)試器</p><p>　　mVision2軟件調(diào)試器能十分理想地進行快速，可靠的程序調(diào)節(jié)，調(diào)試器包括一個同速模擬器，您可以使用它模擬整個80C50系統(tǒng)，包括片上外圍器件

65、和外部器件，當您從器件數(shù)據(jù)庫選擇時，這個器件的屬性會被自動配置。</p><p>　　（5）mVision2硬件調(diào)試器</p><p>　　mVision2調(diào)試器響您提供廠幾種在實際目標硬件上測試程序的方法。按MON51目標監(jiān)控器到您的目標系統(tǒng)，并通過monitor-51接口下在你的程序，使用高級GDI接口，將mVision2調(diào)試同類似于DP-51S單片機仿真實驗儀或者TKS系列仿真器的硬

66、件系統(tǒng)相連接，通過mVision2的人機交互環(huán)境指揮連接的硬件完成仿真操作。</p><p>　?。?）RTX51實時操作系統(tǒng)</p><p>　　RTX51實時操作系統(tǒng)是針對80C51微控制器系列的一個多任務(wù)內(nèi)核。RTX51實時內(nèi)核簡化廠需要對實時事件進行反應(yīng)的復(fù)雜應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計、編程和調(diào)試。這個內(nèi)核完全集成在C51編譯器中，使用非常簡單，任務(wù)描述表和操作系統(tǒng)的統(tǒng)一性由BL51連接器/定

67、位器自動進行控制。</p><p>　　此外Vision2還只有極強的軟件環(huán)境，友好的操作界面和簡單快捷的操作方法，主要表現(xiàn)在以下幾點：（1）豐富的菜單欄；（2）可以快色選擇命令按鈕的工具欄；（3）一些源代碼文件窗口；（4）對話框窗口；（5）直觀明了的信息顯示窗口。</p><p><b>　　5.軟件設(shè)計</b></p><p>　　5.1

68、顯示模式設(shè)計</p><p><b>　　一、顯示燈的排列：</b></p><p><b>　　二、顯示模式：</b></p><p>　　以上是對電燈顯示模式分析出來的表格，每個不同的模式號對應(yīng)不同的顯示狀態(tài)，對應(yīng)的參數(shù)也不同。</p><p>　　本裝置在使用中，是用到定時器來控制不同的閃爍方

69、式的。當一個完整的閃爍結(jié)束后，即可轉(zhuǎn)入新的閃爍方式。</p><p><b>　　5.2 程序流程圖</b></p><p>　　5.2.1主程序流程圖</p><p>　　5.2.2 中斷服務(wù)程序流程圖</p><p><b>　　5.3程序設(shè)計</b></p><p>　

70、　以下是城市燈光閃爍控制裝置的完整源程序：</p><p>　　***************************************</p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　***************************************</p><p>　　MAIN: M

71、OV SP, #SP</p><p>　　MOV 30H, #08H</p><p>　　MOV P1, #FFH</p><p>　　MOV P0, FFH</p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p>　　TO: MOV TMOD, #01H</p>&

72、lt;p>　　MOV TH0, #3CH</p><p>　　MOV TL0, #0B0H</p><p>　　SETB TR0T1: MOV 30H, #50</p><p>　　M8: CJNE 30H, #00H, M8</p><p>　　CJNE 31H, 08H, M7</p><p>　　

73、MOV P1, FFH</p><p>　　MOV P0, FFH</p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p><b>　　SJMP T1</b></p><p>　　M7: CJNE 31H, 07H, M6</p><p>　　MOV P1,

74、FFH</p><p>　　MOV P0, 00H</p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p><b>　　SJMP T1</b></p><p>　　M6: CJNE 31H, 06H, M5</p><p>　　MOV P1, 00H</

75、p><p>　　MOV P0, FFH</p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p><b>　　SJMP T1</b></p><p>　　M5: CJNE 31H, 05H, M4</p><p>　　MOV P1, F0H</p>&

76、lt;p>　　MOV P0, F0H</p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p><b>　　SJMP T1</b></p><p>　　M4: CJNE 31H, 04H, M3</p><p>　　MOV P1, AAH</p><p>

77、　　MOV P0, AAH</p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p><b>　　SJMP T1</b></p><p>　　M3: CJNE 31H, 03H, M2</p><p>　　MOV P1, CCH</p><p>　　MOV P0

78、, CCH</p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p><b>　　SJMP T1</b></p><p>　　M2: CJNE 31H, 02H, M1</p><p>　　MOV P1, 55H</p><p>　　MOV P0, 55H<

79、;/p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p><b>　　LJMP T1</b></p><p>　　M1: CJNE 31H, 01H</p><p>　　MOV P1, 33H</p><p>　　MOV P0, 33H</p><

80、;p>　　MOV 31H, 08H</p><p><b>　　LJMP T1</b></p><p>　　***************************************</p><p><b>　　中斷服務(wù)程序</b></p><p>　　******************

81、*********************</p><p>　　INT1: PUSH 30H</p><p><b>　　PUSH 31H</b></p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p>　　MOV TMOD, #01H</p><p>　　MO

82、V TH0, #3CH</p><p>　　MOV TL0, #0B0H</p><p><b>　　DEC 30H</b></p><p><b>　　POP 31H</b></p><p><b>　　POP 30H </b></p><p><

83、;b>　　SETB TR0</b></p><p><b>　　RETI </b></p><p>　　6.城市燈光閃爍控制裝置的調(diào)試</p><p><b>　　6.1 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　6.1.1 檢查硬件連接</p><p>　　

84、包括各元器件的正確使用，例如：地線、電源線的接口。檢查電路板，各線路是否正確連接，各元器件是否安全焊上，是否牢固等等。</p><p>　　6.1.2 檢查軟件系統(tǒng)</p><p>　　1、根據(jù)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)檢查各流程圖是否正確，再根據(jù)流程圖來檢查程序是否也正確。</p><p>　　2、分別寫出各指令的正確含義，包括中斷定時延時時間和初始化時方式字和控制口地址。&

85、lt;/p><p>　　3、將所有程序組織起來，在軟件環(huán)境下運行，檢查程序是否正確。通過對硬件和軟件系統(tǒng)的認真檢查，反復(fù)測試，結(jié)果系統(tǒng)檢測成功，可以進一步運行調(diào)試。</p><p>　　4、運行調(diào)試：在電腦輸入程序后，各硬件連接正確無誤時，接上電源，輸入命令開始運行調(diào)試。</p><p><b>　　6.2 測試結(jié)果</b></p>

86、<p>　　本系統(tǒng)基本上能符合設(shè)計者的要求，因條件所限還未有實際的運行。</p><p><b>　　7.畢業(yè)設(shè)計總結(jié)</b></p><p><b>　　7.1 設(shè)計總結(jié) </b></p><p>　　單片機的設(shè)計至今為止已經(jīng)進入了令人鼓舞的階段，在進行了長達兩個多月的時間的摸索與實驗，使我不僅僅是對于單片機入

87、門軟件與硬件的常用設(shè)計與功能，還使我對于一項設(shè)計研究的制作過程所需要的詳細步驟和具體的實現(xiàn)方法的力度的掌握?；诖俗髌纷鳛楫厴I(yè)設(shè)計的創(chuàng)作成果，在當其中機器的功能等方面并非處于一個成熟的階段，而且僅僅是因為向延元老師的要求以及我們的初步嘗試，當中的缺點是無可非議地存在著。</p><p>　　當然在這次寶貴的畢業(yè)設(shè)計活動中，經(jīng)驗才是對于我們最大的收獲，</p><p>　　而且還增強了自身對

88、未知問題以及對知識的深化認識的能力，用受益匪淺</p><p>　　這個詞語來概括這次難忘的活動我覺得再合適不過了。但是，光是完成了</p><p>　　作品還是不可以自我滿足的，在從一開始的時候就懷著將作品制作得更加</p><p>　　人性化，更加令人滿意，更加地使功能完美又方便地被應(yīng)用領(lǐng)域這個最終</p><p>　　目的下，隨著對單片

89、機這門學(xué)科的認識加深，到達了拓展的程度，我想這</p><p>　　個目的將在不遠的時期內(nèi)被實現(xiàn)。</p><p>　　總之，這次設(shè)計從軟件編寫、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機調(diào)試，我傾注了大量</p><p>　　的時間和心血。真是曾經(jīng)為程序的編寫而冥思查找過，曾經(jīng)為無法找出錯</p><p>　　誤而郁悶苦惱過，也曾經(jīng)為某一功能不能實現(xiàn)而猶豫彷徨過，但

90、最終我成</p><p><b>　　功了。</b></p><p>　　因為我不僅品味到了結(jié)果的喜悅，更明白了過程的彌足珍貴。</p><p><b>　　7.2 心得體會</b></p><p>　　隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計

91、以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。</p>

92、<p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。</p><p>　　我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，

93、但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。</p><p>　　在此要感謝我的指導(dǎo)老師xx對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習工作生活有非常重要

94、的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1. 張志良編著.《單片機原理與控制技術(shù)》.第2版. 機械工業(yè)出版社</p><p>